高速機(jī)車動態(tài)包絡(luò)線檢測系統(tǒng)現(xiàn)場快速標(biāo)定技術(shù)研究.pdf

1、準(zhǔn)確獲得高速機(jī)車的動態(tài)包絡(luò)線是行車安全的重要保障。在采用雙目立體視覺方法進(jìn)行測量的過程中，現(xiàn)場參數(shù)的標(biāo)定工作是關(guān)乎測量精度的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。但是現(xiàn)場標(biāo)定環(huán)節(jié)會受到嚴(yán)苛的時間和場地限制，這對標(biāo)定操作的快速性、標(biāo)定設(shè)備的便攜性提出了非常高的要求。
　　傳統(tǒng)的現(xiàn)場參數(shù)標(biāo)定工作，存在著標(biāo)定時間長、標(biāo)定設(shè)備笨重等問題，針對這一問題，分析現(xiàn)場標(biāo)定條件特點(diǎn)，結(jié)合工程實(shí)際，本文進(jìn)行了基于現(xiàn)場快速重構(gòu)三維控制場的現(xiàn)場參數(shù)一體化標(biāo)定方案。首先設(shè)計(jì)了具有高精

2、度、高剛度、易拆卸、可便攜的三維控制場，從整體框架設(shè)計(jì)、各模塊連接定位設(shè)計(jì)、點(diǎn)光源模塊設(shè)計(jì)等方面，對整個三維控制場的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)進(jìn)行了詳細(xì)的分析。進(jìn)而分析了相機(jī)的理想線性小孔成像模型和包含多種畸變系數(shù)的實(shí)際相機(jī)成像模型，基于內(nèi)參數(shù)的標(biāo)定要求以及三維控制場標(biāo)定空間的建立，采用共線性約束優(yōu)化標(biāo)定算法進(jìn)行相機(jī)內(nèi)參數(shù)解算;分析了雙目立體視覺測量的數(shù)學(xué)模型，基于三維控制場的公共標(biāo)定點(diǎn)，采取光束定向交匯約束方法對雙相機(jī)位置關(guān)系進(jìn)行標(biāo)定。引入鐵軌中心線坐

3、標(biāo)系，并通過三維控制場現(xiàn)場快速建系，基于最小二乘優(yōu)化方法，實(shí)現(xiàn)相機(jī)坐標(biāo)系與鐵軌中心線坐標(biāo)系位置關(guān)系的標(biāo)定工作。
　　通過優(yōu)化驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)得出:選取合適的標(biāo)定點(diǎn)數(shù)目、合適的相機(jī)與三維控制場相對角度以及合理的公共標(biāo)定點(diǎn)空間布局，可以進(jìn)一步優(yōu)化現(xiàn)場參數(shù)的標(biāo)定工作。最后通過綜合的實(shí)驗(yàn)比對，本文提出的現(xiàn)場參數(shù)一體化快速標(biāo)定方案具有較高的標(biāo)定精度和重復(fù)性精度，基于標(biāo)定結(jié)果的測量精度可達(dá)到±0.5mm。同時，標(biāo)定操作的快速性與標(biāo)定設(shè)備的便攜性得到大